沙丘地貌形态监测与模拟研究进展

沙丘地貌形态监测与模拟是风沙地貌学重要的研究内容,对其研究有助于评估沙地景观对气候变化、人类活动的响应,以及沙漠化正逆发展程度.本文对国内外沙丘的形态监测发展历史进行了简要回顾,就沙丘形态监测与模拟研究做了扼要评述,并对目前研究中存在的问题及今后研究的方向进行了探讨.     

塔克拉玛干沙漠西北边缘的风沙环境与沙漠演变

在实地考察和遥感判读的基础上，本分析了塔克拉玛干沙漠西北边缘风沙地貌发育的自然地理条件，探讨了区域风沙地貌类型及其分布规律，以及风沙活动特征与沙丘移动规律、风沙地貌的发育与演变过程。本区主要发育新月形沙丘及复合新月形沙丘链、复合型纵向沙垄、鱼鳞状沙丘群，沙丘的形态组合与分布规律、发育过程和运动状态受区域风向变化和自然地理条件的综合影响。研究区风沙主要来源于各大河流搬运的沉积物，在干燥气候条件下由风力吹扬、搬运再堆积“就地起沙”形成现代风沙地貌。综合分析各种地质记录表明，本区域沙漠是中更新世以来形成的，历史时期土地沙漠化进一步发展。     

风成沙波发育过程的计算机模拟

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.     

基于差分GPS测量数据的抛物线沙丘形态特征研究

以新疆伊犁塔克尔莫乎尔沙漠沙丘为研究对象,运用差分GPS接收机Trimble5700及随机软件的数据分析功能,结合区域风况、植被等自然条件对所选样方沙丘的形态进行了测量和统计分析.结果表明:所研究沙丘的平面形态为U形、开口面向西侧来风方向,弧顶顺风向东凸出,沙丘长轴走向与当地合成风向一致;在纵剖面上,弧顶沙丘坡度呈现迎风坡较缓、背风坡较陡;风蚀洼地和迎风坡上部风蚀特征明显.沙丘形态特征显示,沙漠北部和中部抛物线沙丘发育时间较长,南部沙丘大多处于幼年期阶段.差分GPS测量及其后台数据处理技术是现代风沙地貌形态和动力过程研究的重要手段.     

吴正教授

吴正教授,男,1935年7月出生于浙江省杭州市,1957年毕业于南京大学地理系.先后曾在中国科学院地理研究所、兰州沙漠研究所工作.1982年夏,调华南师大地理系任教.曾任地貌研究室主任、副系主任.现任华南师大地理系教授;国家自然科学基金委员会地理学科评审一组副组长,国家教委首届高等学校地理教学指导委员会成员;中国地理学会理事兼地貌与第四纪专业委员会副主任,全国高校地貌学教学研究会副理事长等.吴教授长期从事沙漠与沙模化、特别是风沙地貌与工程防沙的研究,筹建了我国第一个沙风洞实验室,对我国沙漠及其治理的研究作出了重要贡献,是我国风沙地貌学科的带头人之一.在大学任教10年,先后讲授过地貌学、第四纪地质学、现代沉积环境概论、风沙地貌学、中国地貌等多门本科及研究生课程;与曾昭璇教授一起,培养了硕士研究生7名.并在国内率先比较全面系统地开展了我国海岸风沙地貌与沉积研究,引起国内外的关注.吴正教授著述颇多,成果丰硕.出版(含合著)了《中国沙漠概沦》、《沙漠     

风沙物理学进展及其在沙漠化防治中的应用

 沙漠化因严重阻碍和威胁人类生存与社会可持续发展而受到世界各国高度重视。沙尘颗粒物受气流作用在地表和空中的运动是沙漠化过程发生、发展的主要表现形式,也是沙漠科学和治沙工程的核心研究内容之一,只有掌握了风、地表及沙尘颗粒物之间的互馈机制,才能科学分析土地沙漠化过程并建立有效的风沙灾害防治工程。本文回顾了风沙物理学研究的发展历程,综述了近30年以来风沙环境力学在风场结构、沙尘颗粒的起动机制、沙尘颗粒的碰撞机制、近地表风沙流的理论模型与实验观测、风成沙波纹与沙丘地貌研究以及风沙环境力学研究在沙漠化防治中的应用等方面取得的进展,并对未来研究方向提出了展望。     

新月形沙丘表面粒度特征对沙丘发育规模及风向变化的响应

正新月形沙丘广泛分布于陆地表面,是形态最为简单、分布最为广泛的风沙地貌类型。微观上沙丘表面沉积物刻画了颗粒运动方式的差异,宏观上反映了气流、沙丘形态以及沉积物等耦合作用下的风沙输移、地表蚀积变化,以及随之而来的沙丘形态演化。新月形沙丘表面沉积物粒度特征,是沙丘形态、区域气流和风沙流相互作用的综合反映,是理解沙丘形态变化和动力学形成过程的重要视角,对于揭示沙丘形成演化及空间分异、沙物质来源和沉积环境具有重要指导意义。     

严钦尚 曾昭璇主编:《地貌学》

该书由我校曾昭璇教授编写大纲,由严钦尚教授(华东师范大学)和曾昭璇教授主编,我校吴正教授、黄少敏副教授参加编写.出版后深受各高等师范院校的欢迎,多次重印.1988年荣获国家教育委员会高等学校优秀教材一等奖.全书分9章,即绪论,构造地貌,风化作用与坡地重力地貌,流水地貌,喀斯特地貌,风成地貌及黄土地貌,冰川与冰缘地貌,海岸地貌,区域地貌调查与地貌制图.该书的主要特点是:(1)体系严谨,以地貌由内力和外力相互作用的成因为主线.先讲内力的作用——构造地貌,再讲外力的作用——其他各种地貌.讲外力时先讲大陆,后讲海洋.讲大陆时先讲地表最普遍的流水作用,由流水的侵蚀、搬运、堆积所成的流水地貌,再讲水对可溶性岩石的溶蚀而成的喀斯特地貌,最后讲由其它特殊外力,即风、冰川等作用所成的地貌,线索清楚,条理分明,使教师易教,学生易学.(2)深入浅出,联系生产实际.用深入浅出的手法阐明地貌学的基本理论,并注意这些基本理论在生产中的应用,如倒石堆对山区公路建设的影响,滑坡地形对渭河河岸的影响,泥石流的治理,如何防止沙丘的移     

新疆油气管道主要风沙灾害及其风险管理

针对新疆沙漠地区天然气管道风沙灾害现状,分析了管道沙害的基本形式和致灾机理,并根据风沙流运动的基本特点,经回归推导了新疆沙漠地区不同风速、不同沙丘位置的油气管道覆土风蚀速度与气流流速的相关方程,为油气管道风沙灾害风险评估和安全管理提供了可借鉴的科学依据.     

塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌形成演化的初步研究

本探讨了新疆塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌类型、发育条件、动力特征和演化历史。研究表明，公路沿线发育多种典型风沙地貌类型。在新月形沙丘的迎风坡，风速和输沙率向上坡增加，背风坡存在涡旋，促使迎风坡风蚀背风坡加积，以至整个沙丘向前的动量得以维持。在线性沙丘表面，沙粒沿着合成输沙方向呈曲折摆动式纵向输移，而在背风坡以显的侧旁气流和沙物质的侧向输移为特征。全新世以来，由于近地面东北风系中偏N风力减弱，偏E风力加强，因此沙漠腹地叠置沙丘落沙坡方位向西偏转。沙漠边缘河流作用与风力作用的相互消长对风沙地貌的形成演化影响巨大，而沙漠腹地风信条件和自然环境表现出相对稳定性。     

风沙运动的力学机理研究

风沙运动机理研究是认识土壤风蚀、沙尘天气(甚至沙尘暴)以及风沙灾害本质,进而实现有效防治的基础。其中所涉及的诸如多尺度、多场耦合、随机性、非线性、尺度效应和复杂系统等科学问题也是当今科学前沿所关注的共性和热点课题。本文在简要回顾与风沙运动力学机理研究相关的已有工作的基础上,重点介绍了兰州大学风沙环境力学研究组针对风沙流中的沙粒带电量和风沙电场的基本规律及其对风沙流和无线电通讯的影响、风沙流发展过程的理论预测、固沙结构有效尺寸的分析、风成地貌主要特征的计算机模拟等方面所开展的研究工作。     

<城市地貌学>评介

喜读刁承泰所著《城市地貌学》(西南师范大学出版社,19996)一书,甚感欣慰.该书是作者在精心研读大量国内外有关城市地貌学专著与文献、结合“中国城市地貌试点研究”的研究实践的基础上完成的.它为地貌学增添了一本新学术专著,为城市发展建设中改造利用地貌条件与治理地貌灾害提供了地貌学的研究成果,也是十多年来在我国开展城市地貌研究的总结.城市地貌学是研究城市中人类活动与地貌环境相互作用的机制和规律的科学.它把地貌视为城市发展必须利用的资源和环境,把城市的地貌演化过程与人类活动的关系作为主要研究内容,研究人类活动如何利用…     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑的初步研究

对呼伦贝尔沙质草原及风蚀坑调查、测量和分析结果发现：呼伦贝尔3大沙带均由风蚀坑洼地及其坑后沙丘、残余背景沙质草原组成；风蚀坑和坑后沙丘可根据形态特征、发展阶段、诱发原因分类；风蚀坑多发生于迎风的阳坡上部，分布和形态受诱发因子影响显著，诱因主要是气候干旱化和人类大范围强度活动的耦合；保护植被和土层珍稀资源以防止风蚀坑发生，是防治沙质草原风蚀沙漠化的关键.     

科尔沁沙地范围确定及风沙地貌特征研究

科尔沁沙地范围的界定,目前尚未达成共识.本文利用Landsat8OLI影像和ASTER GDEM数据,采用水系流域分割方法,划定科尔沁沙地的自然地理范围.并提取了各类沙丘分布信息,对沙丘格局特征和形态示量做了定量研究.结果表明,科尔沁沙地面积64 387.22km2,风沙覆盖面积37 381.00km2.风沙地貌分布及格局具有一定规律性,沙丘类型自西向东、自南向北趋于简单,并主要分布在西辽河干、支流沿岸的冲积平原上,不同河谷形态、走向其两侧沙丘发育呈现差异性,河流对沙地发育演化及维持其平衡态具有重要意义.     

华南全新世海岸沙丘岩的成因探讨

海岸沙丘岩是由风沙沉积经碳酸盐胶结而成;其沉积结构和构造,具有典型的风成沉积特征.沙丘岩的胶结物为低镁方解石,胶结形态呈现出“新月型”接触胶结和重力型悬垂胶结特征,反映典型的大气淡水渗流带胶结特征.华南海岸沙丘岩有表层胶结和近岸胶结两个特点,是贝屑的淋溶、海水汽的浸润及沙丘表面强烈蒸发造成的.     

库布齐沙漠北部横向沙丘地貌格局的空间变异

以库布齐沙漠北部横向沙丘及其流经的3条孔兑为研究对象,在每个孔兑切割的沙丘区域划定样方,采用基于MATLAB平台的遥感影像沙脊线提取算法提取沙丘脊线,通过ArcGIS9.3量算每个样方的沙丘个数、脊线总长、脊线平均长度、沙丘间距、平均沙丘走向以及缺陷密度等参数,着重通过沙丘地貌格局参数的变化分析横向沙丘地貌格局的空间变异以及干旱区河流对其的影响.结果表明:1顺风向(由西至东)上沙丘脊线平均长度呈线性增长、缺陷密度降低,沙丘走向逐渐稳定在230°~50°方向,平均间距变大,沙丘地貌格局逐渐由分散向聚拢方式转变;垂直风向(由北至南)上沙丘地貌格局参数由中心向南北两侧略有降低,沙丘类型由复合横向沙丘向简单新月形沙丘过渡,复合横向沙丘占沙丘类型的80%;2流经沙漠的孔兑通过自身切割作用与风水交互作用使得横向沙丘分割为相互独立的区域,每个区域独立发育且互不影响,同时孔兑的存在改变了沿岸下风向3~5km区域的地貌格局,更新了下风向沙物质来源,但不会改变沙丘整体走向.     

苏北陈堡油田风成砂岩沉积成岩特征及其找油意义

综合应用岩心观察、薄片和扫描电镜等储层分析技术,对陈堡油田赤山组砂岩的沉积特征及成岩作用进行研究.结果表明:研究区岩石学及沉积结构特征、颗粒表面特征,特别是斯托克斯风蚀界面的发现均证实赤山组砂岩属于风成沉积;风成沙丘沉积具有沉积厚度大、成熟度高、孔隙发育等特点,是油气水的良好储集层;研究区成岩作用具有弱压实和斯托克斯风蚀界面上下明显不同的胶结特征,界面之上属风成沉积,胶结物呈星点状分布,界面之下受地下水改造具有水成沉积的特征,胶结物呈嵌晶状分布.     

藏南特提斯晚三叠世海岸风成沙丘的发现及其意义

通过近年来的研究,首次在聂拉木县土隆村上三叠统德日荣组中发现了海岸风成沙丘沉积。其风成证据有:(1)普遍具风成大型交错层理,倾角达20°～30°且倾向均一,交错纹层向上变薄,具反粒序,与下伏界面相切,层间界面多为高波痕指数(>15)波状风蚀起伏面。(2)见沙丘夹丘间沉积的基本层序。沙丘沉积单层厚2～6m,呈块状,结构松散。丘间沉积较薄,有时为透镜体,多为水道沉积,有些为具反粒序的风成沙席沉积。(3)沙丘砂由分选、磨圆好的石英砂组成,含量大于95%,具单众数粒度分布,无悬移质。(4)见角砾化前积层、牵引褶曲、倒转褶曲等常见的风成沙丘同沉积变形构造。(5)具有与水成砂岩完全不同的胶结特征。海岸风成沙丘的存在准确地标定了特提斯南岸的古海岸线位置、丰富了研究区的沉积类型,无疑对特提斯海的层序划分、海平面变化及其古地理演化研究具有一定意义。     

三江源风沙活动区沙漠化风险与风动沙含量关系

通过调查采样,分析了三江源多个典型风沙活动区的沙土颗粒成分,发现风动沙(最易蚀颗粒)含量与沙漠化程度间存在一定的关系。进而定义了用于表征区域发生沙漠化的风蚀风险指数,并应用到多种类型的土地的沙漠化风险评价中。分析结果表明:风蚀风险指数与风动沙百分含量直接相关,当区域内风动沙百分含量低于50%时,发生沙漠化的风险极低;当风动沙百分含量超过60%时,沙漠化风险随风动沙百分含量的增加而显著增长。因此,可通过判定区域样地中的风动沙百分含量,及时预警该区域在一定时期内发生沙漠化的风险,通过采取相关措施降低风动沙百分含量,抑制风动沙活动,结合合理有效的植被措施,可使活动沙丘逐步被固定下来。     

风成地貌形态的流体波动解

从流体力学角度出发,探讨运动沙粒的集体行为,通过分析Stokes波的近似解,用于刻画风成地貌形态的几何特征.给出各级近似Stokes波剖面图形,与自然界实际风成地貌形态相似,其结果也与风成沙纹的实验观测相一致.